The dynamics of vacuole microviscosity in response to abiotic stress | Dinámica de la microviscosidad de la vacuola en respuesta al estrés abiótico | Dinàmica de la microviscositat de la vacúola en resposta a l'estrès abiòtic

[ES] La vacuola es un orgánulo unido a la membrana que puede ocupar hasta el 80% del volumen celular y desempeña un papel importante en el mantenimiento de la homeostasis celular. Varios estudios han demostrado el importante papel de la vacuola en la adaptación al estrés abiótico mediante el mantenimiento de la presión de turgencia y la acumulación de productos tóxicos. En este proyecto, investigaremos cómo cambia la viscosidad de la vacuola en respuesta al estrés abiótico. Realizaremos experimentos en los que trataremos las plántulas de Arabidopsis con osmótica para imitar el estrés hiperosmótico e isoxaben (un inhibidor de la biosíntesis de celulosa) para causar daños en la pared celular. A continuación, nos centraremos en las raíces de plántulas de tipo salvaje y visualizaremos/cuantificaremos los cambios en la microviscosidad de las vacuolas, utilizando el rotor molecular sulfo-BODIPY en combinación con un microscopio confocal láser equipado para la detección de cambios en el tiempo de vida de la fluorescencia (FLIM). La FLIM de este rotor se ve influida por la viscosidad en el área que lo rodea, lo que nos permite utilizar los cambios en el tiempo de vida como lectura de la viscosidad del medio local. Si el tiempo lo permite, también investigaremos si las mutaciones en FERONIA, una quinasa asociada a la regulación de la morfología vacuolar, afectan a la respuesta de la vacuola al estrés abiótico. Los resultados de este proyecto aumentarán nuestros conocimientos sobre el impacto del estrés abiótico en la organización de la vacuola y determinarán si los procesos de señalización mediados por FERONIA son relevantes.

[EN] The vacuole is a membrane-bound organelle that can take up to 80% of the cell volume and has an important role in maintaining cell homeostasis. Several studies have shown the important role of the vacuole in adaptation to abiotic stress by maintaining turgor pressure and accumulating toxic products. In this project, we will investigate how the viscosity of the vacuole changes in response to abiotic stress. We will perform time course experiments where we treat Arabidopsis seedlings with osmotica to mimic hyperosmotic stress and isoxaben (a cellulose biosynthesis inhibitor) to cause cell wall damage. Then we will focus on wildtype seedling roots and visualize/quantify changes in vacuole microviscosity using the molecular rotor sulfo-BODIPY in combination with a laser confocal microscope equipped for detection of changes in fluorescence lifetime (FLIM). The FLIM of this rotor is influenced by the viscosity in the area surrounding it, enabling us to use changes in lifetime as readout for the viscosity of the local medium. If time permits, we will also investigate if/how mutations in FERONIA, a kinase associated with regulation of vacuolar morphology, affect the response of the vacuole to abiotic stress. The results of this project will increase our knowledge regarding the impact of abiotic stress on the organization of the vacuole and determine if FERONIA-mediated signaling processes are relevant.

Alcala Badias, O. (2025). The dynamics of vacuole microviscosity in response to abiotic stress. https://riunet.upv.es/handle/10251/224129

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